文档介绍：. 6-4 系统的模拟图与框图一、三种运算器系统模拟中应用的运算器有三种: 加法器、数乘器( 也称标量乘法器)和积分器。三种运算器的表示符号及其时域、s域中输入与输出的关系,如表 6-3 中所示。二、系统模拟的定义与系统的模拟图在实验室中用三种运算器:加法器、数乘器和积分器来模拟给定系统的数学模型——微分方程或系统函数 H(s) ,称为线性系统的模拟,简称系统模拟。经过模拟而得到的系统称为模拟系统。从系统模拟的定义可看出,所谓系统模拟,仅是指数学意义上的模拟。模拟的不是实际的系统,而是系统的数学模型——微分方程或系统函数 H(s) 。这就是说,不管是任何实际系统,只要它们的数学模型相同,则它们的模拟系统就一样,就可以在实验室里用同一个模拟系统对系统的特性进行研究。例如当系统参数或输入信号改变时,系统的响应如何变化,系统的工作是否稳定,系统的性能指标能否满足要求,系统的频率响应如何变化,等等。所有这些都可用实验仪器直接进行观测,或在计算机的输出装置上直接显示出来。模拟系统的输出信号,就是系统微分方程的解,称为模拟解。这不仅比直接求解系统的微分方程来得简便,而且便于确定系统的最佳参数和最佳工作状态。这正是系统模拟的重要实用意义和理论价值。在工程实际中,三种运算器:加法器、数乘器和积分器,都是用含有运算放大器的电路来实现,这在电路基础课程中已进行了研究,不再赘述。系统模拟一般都是用模拟计算机或数字计算机实现,也可在专用的实验设备上实现。由加法器、数乘器和积分器连接而成的图称为系统模拟图,简称模拟图。模拟图与系统的微分方程( 或系统函数 H(s)) 在描述系统特性方面是等价的。三、常用的模拟图形式常用的模拟图有四种形式:直接形式、并联形式、级联形式和混联形式。它们都可以根据系统的微分方程或系统函数 H(s) 画出。在模拟计算机中, 每一个积分器都备有专用的输入初始条件的引入端, 当进行模拟实验时, 每一个积分器都要引入它应有的初始条件。有了这样的理解,下面画系统模拟图时,为简明方便,先设系统的初始状态为零,即系统为零状态。此时,模拟系统的输出信号,就只是系统的零状态响应了。 ,即'' ' 1 0 ( ) ( ) ( ) ( ) y t a y t a y t f t ? ??(6- 15) 为了画出其直接形式的模拟图,将式(6- 15) 改写为'' ' 1 0 ( ) ( ) ( ) ( ) y t a y t a y t f t ?? ??根据此式即可画出时域直接形式的模拟图,如图 6-18(a) 所示。可见图中有两个积分器( 因为微分方程是二阶的) ,有两个数乘器和一个加法器。图中各变量之间的关系,一目了然,无需赘述。. 名称加法器数乘器积分器时域表示s域表示信号流图表示??( ) y t 2 ( ) f t 1 2 ( ) ( ) ( ) y t f t f t ? ?? 1 2 ( ) ( ) ( ) Y s F s F s ? ? 1 2 ( ) ( ) ( ) Y s F s F s ?